Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Warunki życia na lądzie są odmienne od warunków panujących w wodzie. Środowisko lądowe jest bardziej surowe niż wodne. Promieniowanie ultrafioletowe, gwałtownie zmieniające się temperatury oraz szereg przeszkód utrudniających poruszanie i rozprzestrzenianie się potomstwa stwarzają problemy z przetrwaniem, ale także dają szansę na ewolucję i specjację.

Życie na lądzie wiąże się z wykształceniem wielu przystosowań. Utrudniony dostęp do wody wymaga adaptacji ograniczających jej utratę i pozwalających na funkcjonowanie bez swobodnego dostępu do zbiorników wodnych. Dostępność tlenu w powietrzu jest duża, ale zmienia się sposób jego pobierania. Powietrze stawia mniejszy opór, ale poruszanie się po lądzie wymaga sprawnie działających mięśni i szkieletu.

Kluczową adaptacją do życia na lądzie jest wykształcenie owodniowego jaja, które zapewnia zarodkowi wszystko, co jest niezbędne do prawidłowego rozwoju.

Powszechnie panuje przekonanie, że równie ważne jest:

  • wykształcenie płuc pobierających tlen atmosferyczny;

  • wydalanie kwasu moczowego jako końcowego produktu przemiany związków azotowych,

  • pokrycie ciała grubą, suchą, nieprzepuszczalną dla gazów i wody skórą.

Warunki panujące w ekosystemach lądowych są skrajnie różne. Wykształcone adaptacje pozwalają gadom przetrwać nie tylko w bardzo odmiennych, ale także w ekstremalnie trudnych, gorących i suchych warunkach lądowych.

Gady (Reptilia) to pierwsza grupa kręgowcówkręgowcekręgowców (Vertebrata), która dzięki wykształceniu odpowiednich adaptacji opuściła środowisko wodne i zasiedliła ląd.

bg‑turquoise

Owodniowe jajo

Gady są pierwszymi owodniowcamiowodniowceowodniowcami (Amniota).

Składają jaja otoczone skórzastą lub wapienną osłonką, która tworzy zamkniętą przestrzeń. Osłonka pozwala na wymianę gazową.

Wewnątrz jaja wykształca się owodnia, jedna z czterech błon płodowychbłony płodowebłon płodowych, która stwarza płynne środowisko, niezbędne do prawidłowego rozwoju zarodka.

Pozostałe błony płodowe umożliwiają zarodkowi rozwój. OmoczniaomoczniaOmocznia gromadzi związki azotowe i umożliwia zwrotne wchłanianie wody. KosmówkakosmówkaKosmówka odpowiada za wymianę gazową, a pęcherzyk żółtkowypęcherzyk żółtkowypęcherzyk żółtkowy jest źródłem substancji potrzebnych do prawidłowego wzrostu i rozwoju.

Jajo zabezpiecza zarodek przed wstrząsami i uszkodzeniami mechanicznymi.

bg‑turquoise

Adaptacje w budowie morfologicznej

R1ZU62AGf3IGz1
Samiec <math aria‑label="aga my">agamy synajskiej (Pseudotrapelus sinaitus).
Źródło: Ester Inbar, Wikimedia Commons, domena publiczna.
Rspv7BHaa7LRb1
Samica <math aria‑label="aga my">agamy synajskiej (Pseudotrapelus sinaitus).
Źródło: Lior Golgher, editted by ST, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.5.
Pokrycie ciała

Pozbawiona gruczołów skóra gadów jest sucha i gruba. Ciało jaszczurek i węży pokrywają łuski lub tarczki, które są wytworami naskórka. U żółwi i krokodyli występują tarcze, wytwory skóry właściwej. Takie pokrycie ciała chroni przed uszkodzeniami i urazami mechanicznymi.

Obecne w naskórku i jego pochodnych nierozpuszczalne w wodzie białkokeratynakeratynakeratyna – odgrywa kluczową rolę w zabezpieczaniu przed utratą wody.

Chromatofory nadają skórze barwę, która umożliwia kamuflaż, komunikowanie się, wyrażanie emocji, ostrzeganie, rozpoznawaniewskazywanie temperatury ciała.

Powieki

Powieka migawkowa zabezpiecza oko przed wysychaniem. Powieka górna i dolna chronią przed uszkodzeniami.

Kończyny

Ugięte w stawach kończyny unoszą ciało gadów nad powierzchnią. Takie ustawienie kończyn ułatwia poruszanie się po lądzie. Podczas biegu gady mogą podciągać kończyny pod tułów, co usprawnia ruch i zapobiega uszkodzeniom mechanicznym.

Głównym narządem napędowym gadów w środowisku lądowym są kończyny tylne.

RNIAXZn6g810f
Waran paskowany (Varanus salvator) podczas biegu unosi ciało wysoko nad ziemią.
Źródło: Steve Slater, Flickr, licencja: CC BY 2.0.

Unoszenie lub opuszczanie ciała przez prostowanie i uginanie kończyn pozwala gadom na regulowanie temperatury ciała.

Palce zakończone pazurami ułatwiają poruszanie się po lądzie, skałach lub drzewach. Gekony dzięki przylgom na palcach swobodnie przemieszczają się po gładkich powierzchniach.

Gady to czworonogi. Gady bez kończyn - węże i niektóre jaszczurki beznogie - są klasyfikowane jako czworonogi, które w wyniku ewolucji utraciły kończyny.

bg‑turquoise

Adaptacje w budowie wewnętrznej

Układ oddechowy

Wymiana gazowa u gadów następuje w cienkościennych, gąbczastych płucach. Pofałdowana powierzchnia i duże unaczynienie zapewniają dobre natlenowanie krwi.

Wentylację płuc usprawniają skurcze i rozkurcze mięśni międzyżebrowych klatki piersiowej.

Rmn7mc6tDvqUS
Gąbczaste płuca gadów.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Węże, ze względu na szczególną budowę anatomiczną, mają jedno (prawe) płuco, które zapewnia dostateczną ilość tlenu.

Układ krwionośny

Gady mają dwa obiegi krwi: duży – obwodowymały – płucny.

Trójdzielne serce zbudowane jest z dwóch, oddzielonych od siebie przedsionkówkomory z niepełną przegrodą.

Taka budowa układu krwionośnego zmniejsza mieszanie się krwi natlenowanej z odtlenowaną.

Tempo metabolizmu różni się w zależności od stanu fizjologicznego. Układ krwionośny i układ oddechowy odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu skutecznego dostarczeniu tlenu do komórek ciała.

Ważne!

krokodyli występuje pełna przegroda między komorami serca.

Układ szkieletowy

Czaszka połączona jest z kręgosłupem za pomocą jednego kłykcia potylicznegokłykieć potylicznykłykcia potylicznego. Pierwszy z kręgów – dźwigaczdźwigaczdźwigacz – ma kształt pierścienia. Drugi z kręgów – obrotnikobrotnikobrotnik – ma wyrostek, który przylega do dźwigacza, dzięki czemu ruchomość głowy jest duża i pozwala na lepszą obserwację terenu.

Żebra połączone z mostkiem tworzą klatkę piersiową, która chroni narządy wewnętrze i usprawnia wentylację płuc.

Obręcz barkowa łączy kończyny przednie z kręgosłupem i tworzy ramę dla ich podparcia.

Obręcz miednicowa jest zamknięta, masywna i mocna. Stanowi solidną podporę do chodzenia.

Układ mięśniowy

Rozwinięte mięśnie szyjne poruszają głową, zapewniając duże pole widzenia.

Silne mięśnie kończyn umożliwiają sprawne ruchy lokomocyjne.

Mięśnie międzyżebrowe, poruszjące klatką piersiową, odpowiadają za wdech i wydech, co zapewnia wydajną wymianę gazową. Żółwie nie mają mięśni międzyżebrowych, ich rolę pełni mięśnień poprzeczny brzucha.

Ważne!

Podnoszenie temperatury ciała przez pobieranie ciepła z otoczenia powoduje większą efektywność pracy mięśni przez zwiększenie siły skurczu tkanki mięśniowej.

bg‑turquoise

Adaptacje czynności życiowych

Regulowanie temperatury ciała

Gady są ektotermami. Utrzymują wyższą od otoczenia temperaturę ciała dzięki zewnętrznym źródłom ciepła. Najczęściej wykorzystują ciepło bezpośrednio padających na nie promieni słonecznych (heliotermia) lub ciepło przejmowane z nagrzanego słońcem podłoża (tigmotermia). Mogą też wykorzystywać ciepło Ziemi (geotermia).

Duża część ciała gadów styka się z podłożem. Przesuwając się w poszukiwaniu nagrzanych miejsc, sprawnie się rozgrzewają.

Unikają przegrzania chowając się w szczelinach skalnych lub pod ziemią. Na terenach bardzo gorących chłodzą ciało podnosząc naprzemiennie kończyny.

RTthQfD9NHJ2y
Hardun (Stellagama stellio) chłodzi ciało, podnosząc naprzemiennie kończyny.
Źródło: Roman Cherednychenko, Flickr, licencja: CC BY 2.0.

Okres spadku temperatury otoczenia i następujące przez to obniżenie temperatury ciała zmiennocieplne gady przeczekują, zapadając w stan odrętwieniabrumacjibrumacjabrumacji. W tym czasie obniżają poziom metabolizmu, nie jedzą, rzadko piją wodę.

Wydalanie

Układ wydalniczy stanowią: nerki, moczowody i pęcherz moczowy (występuje tylko u żółwi i jaszczurek).

Usuwanymi z organizmu produktami przemiany azotowej są:

  • kwas moczowy (urykotelicznośćurykotelicznośćurykoteliczność) wydalany w postaci kryształów i usuwany bez utraty wody przez gady żyjące na suchych i gorących terenach;

  • amoniak (amonitelicznośćamonitelicznośćamoniteliczność) i mocznik (ureotelicznośćureotelicznośćureoteliczność) wydalane w rozcieńczonym moczu przez gady żyjące w wodzie – krokodyle oraz niektóre gatunki żółwi i węży.

Rozmnażanie i rozwój

Gady są rozdzielnopłciowe, występuje zapłodnienie wewnętrzne.

Rozwój jest prosty, nie występuje postać larwalna. Młode są podobne do dorosłych i zdolne do samodzielnego życia. Samice na ogół nie opiekują się jajami i młodymi.

Gady są jajorodnejajorodnośćjajorodne, ale mogą być jajożyworodnejajożyworodnośćjajożyworodne lub żyworodneżyworodnośćżyworodne.

Brumacja

W okresie zimowym lub w czasie okresowego spadku temperatury ektotermiczne gady szukają cieplejszych miejsc: jaskiń, szczelin skalnych, pni starych drzew, legowisk innych zwierząt. Gady bytujące w pobliżu siedzib ludzkich wchodzą do piwnic, kotłowni, garaży, stosów drewna, otwartych rur, szop, a nawet do silników samochodowych. W ten sposób przygotowują się do długiego okresu bezczynności, gdy wchodzą w stan brumacjibrumacjabrumacji.

Podczas brumacji, stanu podobnego do hibernacjihibernacjahibernacji u ssaków, gady zapadają w stan odrętwienia. W tym czasie ich tętno, oddychanie, trawienie i metabolizm znacząco zwalniają, aby zwierzęta te mogły oszczędzać energię. Przez kilka tygodni gady przestają jeść, a częstość akcji ich serca i oddechu znacznie spada. Nie reagują wówczas na normalne bodźce (takie jak szturchanie). Czasami wychodzą z brumacji, by napić się wody.

Brumacja zależy od gatunku gada, wieku, płci i położenia geograficznego. U gadów żyjących w pobliżu równika brumacja zazwyczaj nie trwa tak długo, jak u gadów żyjących na obszarze o większej sezonowej zmienności klimatu.

Zapamiętaj!

Brumacja to strategia przetrwania.

Przykład – brumacja u żółwia rosyjskiego (Testudo horsfieldii)

Naturalnym instynktem behawioralnym żółwia rosyjskiego (Testudo horsfieldii) jest drążenie długich tuneli podczas przygotowań do brumacji. Gatunek ten doświadcza krótkiego, gorącego, suchego lata oraz długiej, mroźnej zimy i z tego powodu ukrywa się przez większą część dnia, estywujeestywacjaestywuje, gdy brakuje pożywienia z powodu upałów lub suszy, a także przechodzi w stan brumacji, trwający przez dziewięć miesięcy w roku. W miejscach, w których gatunek ten występuje, letnia temperatura, np. w Kazachstanie, może wahać się od 13 °C do 42 °C w lipcu, natomiast styczniowe temperatury wahają się od 4 °C do -52 °C.

Więcej na temat gadów w e‑materiałach:

Słownik

amoniteliczność
amoniteliczność

cecha organizmów zwierzęcych polegająca na wydalaniu amoniaku jako głównego produktu przemian azotowych; silnie toksyczny amoniak powstaje w reakcjach deaminacji aminokwasów

błony płodowe
błony płodowe

błony otaczające rozwijający się zarodek gadów, ptaków i ssaków (owodnia, omocznia, kosmówka i pęcherzyk żółtkowy)

brumacja
brumacja

okres spowolnienia metabolizmu u gadów spowodowany niską temperaturą otoczenia; podczas tego okresu gady nie jedzą, rzadko piją wodę

dźwigacz
dźwigacz

(łac. atlas) pierwszy kręg szyjny, łączący się górnymi powierzchniami stawowymi z kłykciami potylicznymi

estywacja
estywacja

(łac. aestivus – letni) sen letni, fizjologiczny stan odrętwienia występujący okresowo u niektórych gatunków zwierząt, spowodowany brakiem pokarmu i wody; charakteryzuje się zmniejszeniem intensywności zachodzących procesów metabolicznych

hibernacja
hibernacja

(łac. hibernus – zimowy) fizjologiczny stan odrętwienia organizmu występujący u ssaków, charakteryzuje się spowolnieniem procesów życiowych w celu ograniczenia wydatkowania energii; mechanizm umożliwiający przetrwanie w niskiej temperaturze przy jednoczesnym braku lub niedostatku pożywienia

jajorodność
jajorodność

(łac. oviparus, ōvum – jajko, pario – rodzić) typ rozrodu płciowego, w którym zarodek rozwija się poza układem rozrodczym samicy; występuje u większości bezkręgowców i u wielu kręgowców, z wyjątkiem torbaczy i ssaków łożyskowych

jajożyworodność
jajożyworodność

(łac. oviparus, ōvum – jajko, viviparus, vivus – żyjący, pario – rodzić) forma rozrodu, w której młode wylęgają się z jaj inkubowanych wewnatrz ciała matki

keratyna
keratyna

nierozpuszczalne w wodzie białko, występujące w naskórku i jego pochodnych (pazurach, łuskach, piórach, włosach, paznokciach, rogach)

kłykieć potyliczny
kłykieć potyliczny

(łac. condylus occipitalis) wyrostek kości potylicznej, przez który czaszka łączy się z kręgosłupem

kosmówka
kosmówka

(łac. chorion) jedna z błon płodowych zapewniająca wymianę gazową

kręgowce
kręgowce

(łac.Vertebrata) podtyp zwierząt, których cechą charakterystyczną jest szkielet wewnętrzny, złożony z kości i zbudowany z tkanki kostnej lub chrzęstnej

obrotnik
obrotnik

(łac. axis) drugi kręg szyjny, umożliwiający obracanie głowy

omocznia
omocznia

(łac. allantois) jedna z błon płodowych gromadząca produkty przemiany materii i umożliwiająca zwrotne wchłanianie wody

owodnia
owodnia

(łac. amnion) jedna z błon płodowych zapewniająca zarodkowi wodne środowisko do rozwoju

owodniowce
owodniowce

(łac. Amniota) zwierzęta zdolne do rozwoju zarodkowego na lądzie, wytwarzające błony płodowe, które zapewniają zarodkowi środowisko wodne, niezbędne do prawidłowego rozwoju

pęcherzyk żółtkowy
pęcherzyk żółtkowy

(łac. vitellus sac) zapewnia substancje odżywcze, niezbędne zarodkowi do wzrostu i rozwoju

ureoteliczność
ureoteliczność

cecha organizmów zwierzęcych polegająca na wydalaniu mocznika jako głównego produktu przemian azotowych; mocznik syntetyzowany jest z amoniaku i dwutlenku węgla w cyklu mocznikowym

urykoteliczność
urykoteliczność

cecha organizmów zwierzęcych polegająca na wydalaniu kwasu moczowego jako głównego produktu przemian azotowych; kwas moczowy syntetyzowany jest z reszt aminowych pochodzących z aminokwasów lub jako pośredni katabolit przemian puryn

zapłodnienie wewnętrzne
zapłodnienie wewnętrzne

zapłodnienie (połączenie plemnika i komórki jajowej), które występuje w drogach rodnych samicy

żyworodność
żyworodność

(łac. viviparus, vivus – żyjący, pario – rodzić) żyworództwo, wiwiparia, rozwój zarodka następujący w ciele matki, z którego stale otrzymuje substancje odżywcze